Главная > Статьи > Организация АСУ ТП электротехнического оборудования
28 августа 2017

Организация АСУ ТП электротехнического оборудования

Повышение эффективности управления технологическими процессами электротехнического оборудования (ЭТО) сетевых предприятий, электростанций и распределительных подстанций промышленных предприятий напрямую зависит от правильной организации АСУ ТП электротехнического оборудования. В частности:

  • коммутационных аппаратов,
  • распределительных устройств,
  • силового и измерительного трансформаторного оборудования,
  • линий электропередач,
  • генераторного оборудования,
  • компенсаторов реактивной мощности и др.

Создание АСУ ТП ЭТО включает организацию информационного взаимодействия широкого спектра автоматизированных систем на объектах электроэнергетики:

  • автоматизированная информационно-измерительная система коммерческого учёта электроэнергии (АИИС КУЭ);
  • комплекс систем технических средств безопасности (КСТСБ);
  • контроль качества электроэнергии (ККЭ);
  • определение места повреждения (ОМП);
  • противоаварийная автоматика (ПА);
  • релейная защита и автоматика (РЗА);
  • регулирование под нагрузкой (РПН);
  • система мониторинга и диагностики оборудования (СМиД);
  • система мониторинга и управления качеством электроэнергии (СМиУКЭ);
  • система (обеспечения) единого времени (СОЕВ (СЕВ);
  • система оперативного постоянного тока (СОПТ);
  • система сбора и передачи информации (ССПИ);
  • система сбора и передачи технологической информации (ССПТИ);
  • система управления инженерными системами (СУИС);
  • система гарантированного питания (СГП);
  • системы мониторинга переходных режимов (СМПР);
  • система связи и диспетчерской телефонной связи (СС);
  • система плавки гололеда (СПГ);
  • система контроля температуры кабельных линий и частичных разрядов в кабельных линиях и силовых трансформаторах (КТ КК и ЧР КК и Т).

При новом строительстве или проведении масштабной реконструкции электрической части с созданием АСУ ТП ЭТО необходимо ориентироваться на современные стандарты МЭК, которые уже сегодня обеспечивают на единой методической основе классификацию оборудования, способы и протоколы организации обмена. В качестве базового стандарта используется стандарт МЭК 61850, полностью регламентирующий процессы информационного взаимодействия компонентов и подсистем в АСУ ТП ЭТО.

АСУ ТП ЭТО строится как интегрированная, иерархическая, распределённая человеко-машинная система, работающая в темпе протекания технологического процесса, оснащённая средствами управления, сбора, обработки, отображения, регистрации, хранения и передачи информации, которые представляют собой единый программно-технический комплекс (ПТК).

Архитектура и функциональные возможности ПТК АСУ ТП ЭТО позволяют осуществлять контроль и управления как непосредственно по месту установки оборудования или дистанционно с автоматизированных рабочих мест (АРМ), так и организовывать полностью необслуживаемые технологические объекты, контроль и управление которыми осуществляется удалённо посредством цифровых средств связи.

Функции, выполняемые ПТК АСУ ТП ЭТО можно разделить на две группы: технологические и общесистемные.

Основные технологические функции ПТК АСУ ТП ЭТО:

  • приём и первичная обработка аналоговой информации о текущих режимах и состоянии электротехнического оборудования;
  • приём и первичная обработка дискретной информации о состоянии электротехнического оборудования и технологических событиях;
  • оперативный контроль текущего режима и состояния энергетической схемы предприятия;
  • автоматизированное управление (дистанционное, по месту и телеуправление) коммутационными аппаратами, дизель генераторами и другими вспомогательными устройствами, участвующими в технологическом процессе;
  • технологическая предупредительная и аварийная сигнализация;
  • контроль (мониторинг) текущей и аналитической информации (совокупное состояние дискретных и аналоговых сигналов) о выработке ресурса электрооборудованием (выключателей, трансформаторов, токопроводов и т.п.);
  • обмен информацией с высшими уровнями иерархии управления режимами на предприятии.

Расчетно-аналитическая информация

Основные общесистемные функции ПТК АСУ ТП ЭТО:

  • синхронизация компонентов системы;
  • тестирование и самодиагностика компонентов системы;
  • администрирование ПТК;
  • архивирование информации;
  • защита информации и обеспечение информационной безопасности системы в целом;
  • формирование документов;
  • организация внутрисистемных коммуникаций между компонентами системы;
  • организация информационного обмена со средствами смежных систем контроля и управления;

Программно-технические средства (ПТС) в архитектуре ПТК АСУ ТП ЭТО подразделяются на два уровня: нижний (полевой) и верхний.

К нижнему (полевому) уровню относятся все устройства, которые непосредственно связаны с объектом управления. С их помощью обеспечивается сбор информации и выдача команд управления, необходимые для функционирования системы в целом.

В качестве ПТС нижнего уровня используется набор локальных микропроцессорных (МП) терминалов и контроллеров, в том числе: устройств измерения, сигнализации и управления, подключаемых к промышленным сетям передачи данных. К полевому уровню относятся также МП устройства смежных подсистем, в том числе РЗА и ПА.

К верхнему уровню относятся средства передачи, хранения и представления информации, а также средства локальной вычислительной сети, объединяющей рабочие станции системы; сюда же входят АРМ оперативного и инженерно–технического персонала.

В некоторых случаях устройства концентрации, обработки и передачи информации от устройств нижнего уровня на верхний уровень выделяют в отдельный средний уровень.

В зависимости от предъявляемых требований в ПТК АСУ ТП ЭТО может применяться оборудования как для централизованного контроля и управления, так и распределённые устройства, устанавливаемые в непосредственной близости от объекта.

Для контроля аналоговых электрических и неэлектрических величин в состав ПТК входят модули, позволяющие осуществлять ввод аналоговых сигналов от измерительных трансформаторов тока и напряжения, сигналов ~380 В и =220 В, унифицированных сигналов 4-20 мА, 0-10 В.

Для контроля дискретных величин в состав ПТК входят модули, позволяющие осуществлять ввод дискретных сигналов ~220 В/=220 В, =24 В.

 

Для выполнения функций телеуправления в состав ПТК входят аналоговые и дискретные модули вывода.

Помимо собственных модулей, ПТК позволяет осуществлять контроль и управление с помощью устройств, подключаемых по цифровым интерфейсам. Для интеграции в ПТК такого рода устройств используются стандартные протоколы: Modbus TCP, Modbus RTU, DNP3, МЭК 60870-5-101/103/104, МЭК 61850 и другие.

Для осуществления длительного хранения и последующего представления оперативному, административному и другому персоналу различных данных для анализа и подготовки отчётной информации (ведомостей, протоколов, отчётов) об истории протекания технологических процессов, развитии аварии, работе автоматики, действиях операторов, функциях и параметрах системы управления, результатах расчёта, нормативных и справочных данных и т.п. все регистрируемые в ПТК данные хранятся в структурированном виде с специальной базе данных (БД) и архивируются в полном объёме. Для однозначной идентификации и классификации данных структура БД может быть построена с использованием общей информационной модели (CIM-модели) в соответствии с международным стандартом МЭК 61970-301.

Хранение архивной информации в зависимости от требований может осуществляться как непосредственно на серверах ПТК, так и в специализированных сетевых хранилищах. Доступ к архивной информации может осуществляться локально и дистанционно как с помощью имеющихся в ПТК программных средств, так и сторонним программным обеспечением с помощью стандартных методов доступа к базам данных, например, с помощью SQL-запросов.

Для поддержания единого общесистемного времени у всех МП устройств, входящих в состав ПТК, применяется система обеспечения единого времени (СОЕВ). СОЕВ получает сигналы точного астрономического времени по спутниковым каналам системы GPS/ГЛОНАСС и синхронизирует время устройств ПТК с помощью физических сигналов (PPS) или по цифровым каналам связи посредством различных протоколов: NTP, IRIG-B, IEEE 1588 (PTP), обеспечивая точность синхронизации времени не хуже 1 мс.

Для обеспечения взаимодействия с пользователем в состав ПТК входят автоматизированные рабочие места, реализующие функции человека-машинного интерфейса (ЧМИ). ЧМИ позволяет пользователю, в зависимости от выделенных ему прав, получать доступ ко всей информации, позволяющей качественно и количественно оценить состояние технологического объекта управления в целом или отдельных подсистем в частности. Для удобства пользователя и однозначной интерпретации информация на АРМ группируется на мнемосхемах, видеокадрах, панелях сигнализации, панелях управления, журналах событий и журналах сигнализации и представляется в виде динамических (меняющих своё состояние) мнемознаков, текстовой информации, таблиц, графиков (трендов), гистограмм, анимированных графических элементов.

Помимо локальных дисплеев АРМ информация от ПТК может выводиться на экраны коллективного пользования любого размера и мозаичные щиты.

Телеизмерения

«Первый инженер» выполняет полный цикл работ по созданию комплексной АСУ ТП ЭТО, начиная от обследования объекта и разработки концепции внедрения автоматизированных систем управления до наладки прикладного программного обеспечения и постгарантийного обслуживания системы.

Вернуться